(57)【要約】  実施形態は、無線マイクロホン用のアンテナ組立体を含み、アンテナ組立体は、給電点を含むヘリカルアンテナと、給電点を無線マイクロホンに接続する少なくとも１つの接触ピンとを備える。ヘリカルアンテナは、第１及び第２の周波数帯域で動作するように構成される。また、実施形態は、上端部及び下端部を有する本体と、下端部に連結されたアンテナ組立体とを備える無線マイクロホンを含む。アンテナ組立体は、無線信号を送受信するように構成されたヘリカルアンテナと、その外面上でヘリカルアンテナを支持するように構成された内側コアと、内側コア及びヘリカルアンテナの上に形成された外側シェルとを備える。実施形態はさらに、アンテナ組立体のコアユニットを形成するための第１の製造工程及びオーバーモールドを形成するための第２の製造工程を使用して、無線マイクロホン用のアンテナ組立体を製造する方法を含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線マイクロホン用のアンテナ組立体であって、
給電点を含むヘリカルアンテナと、
前記給電点を前記無線マイクロホンに接続する少なくとも１つの接触ピンと、
を備え、
前記ヘリカルアンテナは、第１の周波数帯域及び第２の周波数帯域で動作するように構成されることを特徴とする、アンテナ組立体。
【請求項２】
前記ヘリカルアンテナは、
前記第１の周波数帯域で動作するように構成された第１のアンテナ構造と、
前記第２の周波数帯域で動作するように構成された第２のアンテナ構造と、
をさらに備え、
前記第１及び第２のアンテナ構造の両方は、前記給電点から延びる、請求項１に記載のアンテナ組立体。
【請求項３】
前記第１のアンテナ構造は、前記第２のアンテナ構造よりも長さが長い、請求項２に記載のアンテナ組立体。
【請求項４】
前記第２の周波数帯域は、少なくとも２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）動作帯域を含む、請求項１に記載のアンテナ組立体。
【請求項５】
前記第１の周波数帯域は、少なくとも１つの極超短波（ＵＨＦ）動作帯域を含む、請求項１に記載のアンテナ組立体。
【請求項６】
前記ヘリカルアンテナは、前記第１及び第２の周波数帯域で無線信号を同時に送信及び／又は受信するように構成される、請求項１に記載のアンテナ組立体。
【請求項７】
前記アンテナ組立体は、コアユニットを含み、前記ヘリカルアンテナは、平行配列で前記コアユニットの周りに巻き付けられる２又は３以上の導電性ストリップを含む、請求項１に記載のアンテナ組立体。
【請求項８】
前記少なくとも１つの接触ピンは、主接触ピン及び冗長接触ピンを含む、請求項１に記載のアンテナ組立体。
【請求項９】
上端部及び下端部を有する本体と、
前記本体の下端部に連結された統合アンテナ組立体と、
を備える無線マイクロホンであって、前記アンテナ組立体は、
無線信号を送受信するように構成されたヘリカルアンテナと、
外面上で前記ヘリカルアンテナを支持するように構成された内側コアと、
前記内側コア及び前記ヘリカルアンテナの上に形成された外側シェルと、
を備えることを特徴とする、無線マイクロホン。
【請求項１０】
前記ヘリカルアンテナは、螺旋構造を形成するように前記内側コアの周りに巻き付けられる、請求項９に記載の無線マイクロホン。
【請求項１１】
前記内側コアは、中空の本体及び閉鎖下端部を有する、請求項１０に記載の無線マイクロホン。
【請求項１２】
前記ヘリカルアンテナは、前記中空の本体の周りに巻き付けられた細長い本体、及び前記閉鎖下端部の上に折り重ねられた円形端部を有する第１のアンテナ構造を備える、請求項１１に記載の無線マイクロホン。
【請求項１３】
前記ヘリカルアンテナは、前記第１のアンテナ構造よりも長さが短い第２のアンテナ構造をさらに備える、請求項１２に記載の無線マイクロホン。
【請求項１４】
前記内側コアは、前記本体の下端部に機械的に連結される、請求項９に記載の無線マイクロホン。
【請求項１５】
前記アンテナ組立体は、前記ヘリカルアンテナを前記内側コアの外面に固定するための複数のピンをさらに備える、請求項９に記載の無線マイクロホン。
【請求項１６】
前記内側コア及び前記外側シェルのうちの少なくとも１つは、射出成形工程を使用して形成される、請求項９に記載の無線マイクロホン。
【請求項１７】
無線マイクロホン用のアンテナ組立体を製造する方法であって、
第１の製造工程を使用して、中空の本体及び閉鎖下端部を有するコアユニットを形成する段階と、
アンテナ素子の給電端を前記コアユニットに接続する段階と、
前記アンテナ素子を前記コアユニットの周りに巻き付けて、前記アンテナ素子の自由端が前記コアユニットの下端部に隣接して位置決めされている螺旋構造を形成する段階と、
第２の製造工程を使用して、前記アンテナ素子及び前記コアユニットの周りにオーバーモールドを形成する段階と、
を含む方法。
【請求項１８】
前記コアユニットの外面上に位置決めされた複数のピンを使用して前記アンテナ素子を前記コアユニットに接着する段階をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記アンテナ素子の自由端を前記コアユニットの下端部の上に折り重ねる段階をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記アンテナ素子は、前記給電端から前記自由端に延びる細長い本体を含む第１のアンテナ構造と、前記給電端から延びて、前記第１のアンテナ構造の長さよりも短い長さを有する第２のアンテナ構造とを備える、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１５年１１月２０日出願の米国特許出願第１４／９４７，９３３号の優先権を主張するものであり、その開示内容全体は、本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（技術分野）
本出願は、一般的には無線マイクロホンに関し、より具体的には、無線マイクロホンに組み込まれるアンテナに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線マイクロホンは、物理ケーブルを必要とせずに増幅器又は録音デバイスに音声を送信するのに使用される。無線マイクロホンは、例えば、放送局及びその他のビデオプログラミングネットワークが、生放送のスポーツイベントの現場及び放送場所で電子的ニュース取材（ＥＮＧ）行為を行うことを可能にすることを含む、多くの機能に使用される。また、無線マイクロホンは、劇場及び音楽会場、映画スタジオ、会議、企業イベント、礼拝場、メジャースポーツリーグ、及び学校で使用される。
【０００４】
典型的には、無線マイクロホンシステムは、例えば、ハンドヘルドユニット、装着式デバイス、又はインイヤー式モニタであるマイクロホンと、１又は２以上のアンテナを備える送信器（例えば、ハンドヘルドマイクロホン又は独立した「ボディーパック」デバイス内に組み込まれた）と、この送信器と通信するための１又は２以上のアンテナを備えるリモート受信器と、を含む。マイクロホンの送信器及び受信器に組み込まれたアンテナは、ある特定のスペクトル帯域で動作するように設計することができ、このスペクトル帯域内の周波数の離散的セット又はこの帯域内の周波数の全範囲のいずれかをカバーするように設計することができる。マイクロホンが動作するスペクトル帯域は、どの技術的規定及び／又は政府規制が、このマイクロホンシステムに適用されるかを決定することができる。例えば、連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、スペクトル帯域に応じて、免許及び無免許ベースでの無線マイクロホンの使用を許可する。
【０００５】
現在動作しているほとんどの無線マイクロホンは、現在、テレビ放送（ＴＶ）（例えば、チャンネル３７を除くＴＶチャンネル２から５１）用に設計されている「極超短波」（ＵＨＦ）帯域内のスペクトルを使用する。現在、無線マイクロホンのユーザは、ＵＨＦ／ＴＶ帯域（例えば、４７０から６９８ＭＨｚ）で運用するのにＦＣＣからの免許を必要とする。しかしながら、ＦＣＣが、放送テレビインセンティブオークションを実施すると、無線マイクロホンに利用可能なＴＶ帯域のスペクトルの総量が減少することになっている。このオークションは、新しい無線サービスのために、ＴＶ帯域スペクトルの一部分である６００ＭＨｚを再利用するものであり、この帯域が、もはや無線マイクロホン用に利用できないようになる。また、無線マイクロホンは、３０から３００ＭＨｚの範囲をカバーする、現在免許を要する「超短波」（ＶＨＦ）帯域で動作するように設計されている場合がある。
【０００６】
益々多くの無線マイクロホンが、無免許ベースで、例えば９０２から９２８ＭＨｚ帯域、１９２０から１９３０ＭＨｚ帯域、及び２．４ＧＨｚ帯域（ＺｉｇＢｅｅ帯域としても公知）を含む他のスペクトル帯域で動作するように開発されている。しかしながら、例えばＵＨＦ／ＴＶとＺｉｇＢｅｅ帯域との間の非常に大きな周波数相違を考慮すると、これら２つのスペクトルのうちの１つのために専用に設計された無線マイクロホンシステムは、典型的に、既存のアンテナを交換することなく別のスペクトルに関して再利用することができない。
【０００７】
さらに、アンテナ設計検討は、単一のデバイス内に含まれるアンテナの数を制限する場合があり（例えば、利用可能な空間がないことに起因する）、一方で、審美的設計検討は、使用できるアンテナのタイプを制限する場合がある。例えば、ホイップアンテナは従来から良好に機能し、このアンテナの外部設計により、非常に小さい内部デバイス空間を利用する。しかしながら、これらのアンテナは、費用のかかり、気を散らし（例えば、演奏中）、特にこれらのアンテナの長さが長い場合には審美的に魅力のない場合がある。別の例として、ハンドヘルドマイクロホンは、典型的に、マイクロホンハウジングに組み込まれた小型アンテナを含み、小さな全体的パッケージサイズ及び快適な使用感を保つようになっている。しかしながら、このアンテナのサイズ／空間の制限は、ハンドヘルドマイクロホンが十分な放射効率をもたらすのを困難にする。
【０００８】
より具体的には、小型広帯域アンテナの既存の解決策は、例えば米国特許第７，３０１，５０６号及び米国特許第８，５７６，１３１号で図示及び説明されている、ハンドヘルドマイクロホンのハウジング内のヘリカルアンテナの配置を含み、これらの開示内容全体は、引用により本明細書に組み込まれる。どちらの場合も、ヘリカルアンテナ組立体は、単一又は二重螺旋構造を形成するように誘電体コアの周りに巻き付けられたアンテナテープを含み、このアンテナテープのピッチ、幅、及び／又は長さは、所望の電気的特性が得られるように調整される。しかしながら、これらの既存のアンテナ解決策は、広帯域及び多帯域アンテナ動作で用いるのは有効でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７，３０１，５０６号明細書
【特許文献２】米国特許第８，５７６，１３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、スペクトル利用可能性の変化に適応できるが、低コストで審美的に美しい設計の安定した高品質の広帯域性能を提供できる無線マイクロホンシステムに対するニーズが依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、特に、（１）例えば、現在免許を要する帯域（例えば、ＵＨＦ／ＶＨＦ）、並びに現在免許を要しないスペクトル（例えば、１．８ＧＨｚ／２．４ＧＨｚ／５．７ＧＨｚ）で動作するように構成された無線ハンドヘルドマイクロホンと、（２）無線ハンドヘルドマイクロホンの基部に組み込まれたデュアルバンドヘリカルアンテナと、（３）高いアンテナ性能を有する無線ハンドヘルドマイクロホン用のヘリカルアンテナ組立体を製造する方法とを提供することによって、上述の問題を解決することを意図している。
【００１２】
例えば、実施形態は、無線マイクロホン用のアンテナ組立体を含み、アンテナ組立体は、給電点（feed point）を含むヘリカルアンテナと、給電点を無線マイクロホンに接続する少なくとも１つの接触ピンと、を備え、ヘリカルアンテナは、第１の周波数帯域及び第２の周波数帯域で動作するように構成される。
【００１３】
また、実施形態例は、上端部及び下端部を有する本体と、本体の下端部に連結されたアンテナ組立体と、を備える無線マイクロホンを含み、アンテナ組立体は、無線信号を送受信するように構成されたヘリカルアンテナと、その外面上でヘリカルアンテナを支持するように構成された内側コアと、内側コア及びヘリカルアンテナの上に形成された外側シェルと、を備える。
【００１４】
別の実施形態例は、無線マイクロホン用のアンテナ組立体を製造する方法を含み、該方法は、第１の製造工程を使用して、中空の本体及び閉鎖下端部を有するコアユニットを形成する段階と、アンテナ素子の給電端をコアユニットに接続する段階と、アンテナ素子をコアユニットの周りに巻き付けて、アンテナ素子の自由端がコアユニットの下端部に隣接して位置決めされている螺旋構造を形成する段階と、第２の製造工程を使用して、アンテナ素子及びコアユニットの周りにオーバーモールドを形成する段階と、を含む。
【００１５】
これらの及び他の実施形態並びに種々の置換例及び態様が以下で明らかになり、本発明の原理を使用できる様々な方法を示す例示的な実施形態を提示する以下の詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】特定の実施形態による例示的なハンドヘルド無線マイクロホンの側面図である。
【図２Ａ】特定の実施形態による例示的なヘリカルアンテナ組立体の斜視図である。
【図２Ｂ】特定の実施形態による図２Ａに示されているヘリカルアンテナ組立体の分解図である。
【図３】特定の実施形態による図２Ａに示されているヘリカルアンテナ組立体の一部分の斜視図である。
【図４】特定の実施形態による例示的なアンテナの斜視図である。
【図５】特定の実施形態によるアンテナテープの拡大図である。
【図６Ａ】特定の実施形態による１つの製造段階中の図２のヘリカルアンテナ組立体の一部分の斜視図である。
【図６Ｂ】特定の実施形態による別の製造段階中の図６Ａに示されている部分を前方から見た斜視図である。
【図６Ｃ】特定の実施形態による別の製造段階中の図６Ｂに示されている部分を後方から見た斜視図である。
【図７】特定の実施形態によるヘリカルアンテナ組立体を製造するための例示的な工程を示すフロー図である。
【図８】特定の実施形態による例示的なヘリカルアンテナ組立体の一部分の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明は、本発明の原理に従う本発明の１又は２以上の特定の実施形態について説明し、図示し、例示するものである。この説明は、本発明を本明細書で説明する実施形態に限定するためではなく、むしろ当業者が、本発明の原理を理解し、その理解の上でこれらの原理を適用して、本明細書で説明する実施形態だけでなく、これらの原理に従って想起し得る他の実施形態も実施できるように、本発明の原理を説明及び教示するために提示される。本発明の範囲は、文言上、又は均等論の下で添付の特許請求の範囲に含まれる可能性のある全てのこのような実施形態をカバーすることが意図されている。
【００１８】
明細書及び図面では、同様の又は実質的に同様の要素には同様の参照数字を付している場合があることに留意されたい。しかしながら、例えば異なる数字を付すことで説明がより明確になる場合には、これらの要素に異なる数字を付す場合がある。さらに、本明細書に示す図面は、必ずしも縮尺通りに作図されているものではなく、場合によっては、特定の特徴をより明確に示すために比率が誇張されていることがある。このような表示及び作図手法は、必ずしも基となる本質的な目的に関与するものではない。上述したように、本明細書は、本明細書で教示され当業者に理解される本発明の原理に従って全体として理解されて解釈されるように意図されている。
【００１９】
また、本明細書で説明及び図示する例示的なシステム、構成要素、及びアーキテクチャに関して、実施形態は、当業者であれば理解できるように、１又は２以上のシステム、ハードウェア、ソフトウェア、又はファームウェア構成又は構成要素、或いはこれらの何らかの組み合わせを含む、非常に多くの構成及び構成要素によって具体化すること又はこれらにおいて使用することができることを理解されたい。従って、図面は、本明細書で意図された実施形態のうちの１又は２以上に関する構成要素を含む例示的なシステムを示すものであり、各実施形態に関して、本システム内の１又は２以上の構成要素が、存在しない場合又は必要でない場合があることを理解されたい。
【００２０】
図１は、実施形態による例示的なハンドヘルド無線マイクロホン１００を示す。無線マイクロホン１００は本体１０１を備え、この本体は、本体１０１の上端部１０２とその反対側の下端部１０３との間に延びる。本体１０１は、マイクロホン１００の手持ち使用を容易にするための細長い管状ハンドル部を形成することができる。無線マイクロホン１００は、本体１０１上に配置された表示スクリーン１０４及び１又は２以上の制御ボタン及び／又はスイッチ（図示せず）を含むことができる。また、理解されるように、無線マイクロホン１００は、上端部１０２に連結されたマイクロホンヘッド（図示せず）を含むことができる。マイクロホンヘッドは、典型的に、例えば、ダイナミック型、コンデンサ型、リボン型、又はその他の何らかのタイプのトランスデューサ素子などの、音声入力を受け取るためのトランスデューサ素子を含む。また、マイクロホンヘッドは、例えば、マイクロホングリル、マイクロホンカバー、及び／又はトランスデューサをカバーするための他の構成要素を含むこともできる。
【００２１】
図１に示すように、マイクロホン１００は、無線マイクロホン１００とマイクロホンシステム内の他のデバイス（図示せず）との間の無線周波数（ＲＦ）信号の同時送受信を含む、無線アプリケーションをサポートする少なくとも１つのアンテナ１０６、及び送信器、受信器、及び／又はトランシーバ（図示せず）を含む。図示のアンテナ１０６（本明細書では「ヘリカルアンテナ」とも呼ばれる）は、コアユニット１０８（本明細書では、「内側コア」とも呼ばれる）の周りに巻き付けられた螺旋構造又渦巻き状構造を有するように構成することができる。さらに、コアユニット１０８とヘリカルアンテナ１０６とを組み合わせたものは、外側シェル１１０でカバーすることができる。実施形態におけるコアユニット１０８及び外側シェル１１０は、以下に詳細に説明するように１又は２以上の射出成形技法を使用して形成することができる。
【００２２】
コアユニット１０８、ヘリカルアンテナ１０６、及び外側シェル１１０は、無線マイクロホン１００の統合ヘリカルアンテナ組立体１１２を構成する。図１に示されているヘリカルアンテナ組立体１１２は、本体１０１の下端部１０３に連結することができる。ヘリカルアンテナ組立体１１２を本体１０１の下端部に配置すると、アンテナ１０６と、マイクロホン１００に組み込まれた他の何らかの電気部品との間の干渉を防止すること又は最小にすることを助長することができる。マイクロホン１００はさらに、ヘリカルアンテナ組立体１１２をカバーして保護するように下端部１０３に固定された底部カバー（図示せず）を含むことができる。
【００２３】
加えて、図２Ａ及び２Ｂを参照すると、実施形態によるマイクロホン１００への連結前の例示的なヘリカルアンテナ組立体１１２が示されている。図２Ａでは、ヘリカルアンテナ組立体１１２は、完全に組み立てられた状態で示されているが、図２Ｂでは、ヘリカルアンテナ組立体１１２は、外側シェル１１０がコアユニット１０８及びアンテナ１０６から切り離された状態で示されている。説明を容易にするために、外側シェル１１０は、図１及び２Ａでは透明な形で示されており、図２Ｂでは不透明な形で示されている。理解されるように、外側シェル１１０は、透明な材料又は不透明な材料のいずれかから製作することができる。
【００２４】
さらに図３を参照すると、本体１０１の下端部１０３に連結された例示的なヘリカルアンテナ１０６が示されているが、説明を容易にするために、コアユニット１０８、外側シェル１１０、及び本体１０１の外側スリーブが取り除かれている。図３に示されているマイクロホン１００は、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）１１５を含むマイクロホン１００の様々な内部構成要素を支持するための本体１０１内部のシャーシ１１４を含む。図２Ａに示すように、ヘリカルアンテナ組立体１１２は、１又は２以上のタブ１１６を含むことができ、これらのタブは、例えば、図３に示されているシャーシ１１４上の対応するスリット１１７にタブ１１６を挿入することによって、コアユニット１０８をシャーシ１１４に機械的に固定する。また、実施形態では、マイクロホン１００の底部カバーは、例えば、この底部カバー内の内部ねじ山（図示せず）を、図３に示されているシャーシ１１４の外部ねじ山１１８に固定することによって、シャーシ１１４に連結することができる。
【００２５】
加えて図４を参照すると、実施形態による、ヘリカルアンテナ１０６を形成するのに使用できる例示的なアンテナ２００が示されている。図示のアンテナ２００は、細長いアンテナ素子２２０、及びこのアンテナ素子２２０の給電点２２２に接続された接触プレート２２１を含むことができる。実施形態では、ヘリカルアンテナ１０６は、アンテナ素子２２０をコアユニット１０８の周りに渦巻きパターンで巻き付けて螺旋体を形成することによって形成することができる。他の実施形態では、アンテナ素子２２０は、予め形成された螺旋形状（例えば、図３においてヘリカルアンテナ２００で図示）を有することができ、例えば、コアユニット１０８をアンテナ２００構造体に挿入すること又はその中に動かすことによって、コアユニット１０８に取り付けられる。
【００２６】
図示のように、接触プレート２２１は、アンテナ素子２２０から外側かつ垂直に延びる１又は２以上の接触ピン２２４を含む。実施形態では、１又は２以上の接触ピン２２４は、アンテナ素子２２０の給電点２２２をシャーシ１１４内部のＰＣＢ１１５に電気接続するように構成される。例えば、図２Ａに示されているように、アンテナ２００が、ヘリカルアンテナ組立体１１２の内部に配置された場合、１又は２以上のピン２２４は、コアユニット１０８から外側に延びることができる。図３に示されているように、ヘリカルアンテナ組立体１１２をシャーシ１１６に連結する場合、１又は２以上のピン２２４は、シャーシ１１６に組み込まれたＰＣＢコネクタ１２６に挿入されてＰＣＢ１１５に接続することができる。場合によっては、接触プレート２２１は、給電点２２２をＰＣＢ１１５に電気接続する単一のピン２２４を含む。他の例では、図４に示されるように、接触プレート２２１は、ＰＣＢコネクタ１２６に接続された単一のピンとして有効に又は電気的に動作する２つのピン２２４を含む。この場合、２つのピン２２４のうちの１つは、例えば、２つのピン２２４のうちの他方が故障した場合の、給電点２２２とＰＣＢ１１５との間の冗長電気接続として作用することができる。実施形態によれば、１又は２以上のピン２２４及び／又は接触プレート２２１は、金属で製作すること及び／又は金属めっきでコーティングすることができ、アンテナ素子２２０とＰＣＢコネクタ１２６との間の好適な導電性が保証される。
【００２７】
実施形態によれば、アンテナ素子２２０は、何らかの所望の動作帯域をカバーするように周波数拡張可能とすることができ、このアンテナ素子は、複数の異なる周波数帯域をカバーするように共通の給電位置又は給電点２２２に接続された複数のアンテナ構造を含むことができる。例えば、アンテナ素子２２０は、第１の周波数帯域での無線動作用に構成された第１のアンテナ構造２２７、及び第２の周波数帯域での無線動作用に構成された第２のアンテナ構造２２８を含む、デュアルバンドアンテナとして動作することができる。実施形態では、第１の周波数帯域は、ＵＨＦ帯域（例えば、４７０から９５０ＭＨｚ）のうちのいずれか、ＶＨＦ帯域（例えば、３０から３００ＭＨｚ）のうちのいずれか、又はこれらのいずれかの組み合わせを含むことができ、第２の周波数帯域は、９０２から９２８ＭＨｚ帯域、１９２０から１９３０ＭＨｚ帯域、１．８ＧＨｚ帯域、２．４ＧＨｚ帯域、５．７ＧＨｚ帯域、又はこれらのいずれかの組み合わせを含むことができる。好ましい実施形態では、第１の周波数帯域は、より低いＵＨＦ帯域（例えば、４７０から６３６ＭＨｚ）を含み、第２の周波数帯域は、ＺｉｇＢｅｅ  ２．４ＧＨｚ帯域を含む。
【００２８】
アンテナ構造２２７及び２２８の長さ、幅、角度、及び構成は、所与の周波数帯域におけるアンテナ性能を最適化して広帯域アンテナ２００を提供するように選択することができる。例えば、アンテナの長さと周波数範囲との間の反比例関係によって、より低い動作帯域をカバーする第１のアンテナ構造２２７は、より高い動作帯域をカバーする第２のアンテナ構造２２８よりも非常に長い場合がある。図４に示されているように、第２のアンテナ構造２２８は、第１のアンテナ構造２２７に対して所定の角度で給電点２２２から延びる小さなストリップ又はタブを含む。また、図４に示されているように、第１のアンテナ構造２２７は、細長い部分２２７ａ（本明細書では、「細長い本体」とも呼ばれる）、第１のアンテナ構造２２７の自由端２２７ｃにある円形タブ部２２７ｂ（本明細書では、「円形端部」とも呼ばれる）、及び給電点２２２に接続された反対側の固定端部２２７ｄを含む。円形タブ部２２７ｂは、細長い部分２２７ａに対して垂直に延び、第１のアンテナ構造２２７のアンテナ長及び帯域幅をさらに拡大するように作用し、それによって、より低い動作帯域におけるアンテナ２００の性能が高くなる。
【００２９】
アンテナ２００の外形寸法を最小に保つために、アンテナ素子２２０は、コアユニット１０８の形状に適合して、コアユニット１０８の表面領域をカバーするように構成することができる。例えば、図３に示されているように、第１のアンテナ構造２２７の細長い部分２２７ａは、コアユニット１０８の細長い本体１０８ａに適合する渦巻き構造に弧を描くように延びること又は巻き付けることができ（図６Ｂも参照）、円形タブ部２２７ｂは、コアユニット１０８の下端部１０８ｂの上に折り重なり、下端部１０８ｂの大部分をカバーする大きさとすることができる。同様に、第２のアンテナ構造２２８は、図３及び６Ｃに示されているように、コアユニット１０８の周りに適合するように曲げること又は成形することができる。第２のアンテナ構造２２８が給電点２２２から第１のアンテナ構造２２７に対して延びる角度は、２つのアンテナ構造２２７、２２８の間の十分な間隔が維持されるように選択することができる。
【００３０】
理解されるように、所望の周波数範囲及び／又はアンテナ性能規格、並びにコアユニット１０８の大きさ、形状、及び／又は構成に応じて、他のアンテナ構造、形状、大きさ、長さ、及び／又は構成を利用してアンテナ２００を形成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、タブ部２２７ｂは、矩形、方形、多角形、長円形、又はコアユニット１０８の下端部１０８ｂに適合できる他の何らかの形状を有することができる。別の実施例として、第２のアンテナ構造２２８は、この構造２２８が第１のアンテナ構造２２７を妨害しない限り、例えば円形又は三角形を含む他の何らかの形状を有することができる。さらに、図４及び６Ｃは、第２のアンテナ構造２２８を所定の角度で第１のアンテナ構造２２７から離れて延びるタブのような構成を有するものとして示しているが、第２のアンテナ構造２２８の他の構成を利用することができる。
【００３１】
例えば、図８は、コアユニット８０８（例えば、本明細書で説明したコアユニット１０８と同様）と、このコアユニット８０８の周りに巻き付けられた第１のアンテナ構造８２７及び第２のアンテナ構造８２８と、アンテナ構造８２７、８２８、及びコアユニット８０８をカバーする外側シェル又はオーバーモールド８１０（例えば、本明細書で説明した外側シェル１１０と同様）とを備える別の例示的なヘリカルアンテナ組立体８１２を示している。図示の第２のアンテナ構造８２８は、図６Ｃに示されているように或る角度で離れて延びるのではなく、コアユニット８０８の表面に沿って第１のアンテナ構造８２７と平行に延びる。さらに、第１のアンテナ構造８２７は、Ｌ字形状スロット８５０によって第２のアンテナ構造８２８から空間的かつ電気的に切り離される。スロット８５０の正確な寸法、形状、及び構成は、第２のアンテナ構造８２８の性能を最適化する必要性、及び／又は、第１のアンテナ構造８２７及び／又は第２のアンテナ構造８２８に関する所望の大きさ又は周波数帯域を得る必要性に応じて選択することができる。
【００３２】
ここで図５を参照すると、実施形態による、アンテナ素子２２０の全部又は一部分を構成するのに使用できる例示的なアンテナテープ２２９（「アンテナラップ」とも呼ばれる）の拡大図が示されている。例えば、第１のアンテナ構造２２７及び第２のアンテナ構造２２８のうちの少なくとも１つは、アンテナテープ２２９を使用して形成することができる。図示のように、アンテナテープ又はラップ２２９は、基材部２３２上で長手方向に配置され、互いに及び基材部２３２と平行に位置決めされた複数の平坦な導電性ストリップ２３０を含む。実施形態によれば、アンテナテープ２２９は、アンテナ素子２２０をコアユニット１０８に接着するのを助長する接着裏材（図示せず）を有することができる。また、実施形態において、導電性ストリップ２３０は、銅箔（「銅リボン」とも呼ばれる）又は他の何らかの好適な導電性材料から製作でき、基材部２３２は、ポリエステル又は他の何らかの好適な非導電性材料から製作することができる。
【００３３】
実施形態において、アンテナテープ２２９は、１又は２以上の短絡ピン２３４を基材部２３２上の所定の位置に配置することにより隣接ストリップと相互に接続される、２又は３以上の導電性ストリップ２３０を含むことができる。短絡ピン２３４の所定の位置は、アンテナ２００のための最適なインピーダンス整合を提供するように選択することができる。例えば、短絡ピン２３４は、約５０オームの入力インピーダンスを提供するように位置決めすることができ、アンテナ２００は、集中素子整合ネットワークを使用することなく５０オームの基準インピーダンス（例えば、伝送線）にインピーダンス整合することができる。また、複数のアンテナストリップ２３０及び複数の短絡ピン２３４を使用すると、異なる周波数で励起される複数のアンテナモードが可能になり、それによって、アンテナ２００に関するより広い動作帯域幅及び改善された放射効率がもたらされる。さらに、各導電性ストリップ２３０の長さ、幅、及びピッチ値は、アンテナ性能を最適化して所望の周波数帯域範囲を提供するように選択することができる。
【００３４】
図５において、導電性ストリップ２３０は、互いに平行に位置決めされて、アンテナテープ２２９の全入力インピーダンスを大きくする「昇圧構成」（例えば、昇圧トランスと同様）が形成される。他の実施形態では、導電性ストリップ２３０は、各隣接ストリップ２３０の間の距離が、アンテナテープ２２９に沿って（例えば、給電点２２２から開放端２２７ｃまで）増加又は減少するように、互いに対してある角度で配置することができる。このような場合、各導電性ストリップ２３０の間により複雑な昇圧関係を引き起こすことができ、意図されたアンテナ動作及びインピーダンス特性がもたらされる。
【００３５】
例示的な実施形態において、アンテナテープ２２９は、３つの導電性ストリップ２３０ａ、２３０ｂ、及び２３０ｃを含み、第１の短絡ピン２３４ａが上部ストリップ２３０ａと中央ストリップ２３０ｂとの間に位置決めされ、第２の短絡ピン２３４ｂが中央ストリップ２３０ｂと下部ストリップ２３０ｃとの間に位置決めされている。また、本明細書で開示する原理及び技法に従って、より少ない又はより多い数のストリップ２３０、及びより少ない又はより多い数のピン２３４を含む、導電性ストリップ２３０及び短絡ピン２３４のための他の構成及び組み合わせが意図されている。例えば、１つの実施形態では（図示せず）、アンテナテープ２２９は、１つの短絡ピン２３４が２つのストリップ２３０の間に位置決めされている、２つの導電性ストリップ２３０を含むことができる。
【００３６】
ここで、図６Ａから６Ｃを参照すると、実施形態による、異なる組立段階中のヘリカルアンテナ組立体１１２の図が示さている。具体的には、図６Ａは、接触プレート２２１をコアユニット１０８に挿入し、コアユニット１０８の対応する開口部を貫通してピン２２４を延ばすことによって、アンテナ２００がコアユニット１０８に連結される、第１の組立段階を表すことができる。図６Ｂは、アンテナ素子２２０が、螺旋パターンでコアユニット１０８の細長い本体１０８ａの周りに巻き付けられてこの細長い本体に取り付けられる、第２の組立段階を表すことができる。図６Ｃは、第１のアンテナ構造２２７の円形タブ部２２７ｂが、コアユニット１０８の下端部１０８ｂの上に折り重なり、これに取り付けられる、第３の組立段階を表すことができる。
【００３７】
さらに図７を参照すると、実施形態による、例えば図２に示されているヘリカルアンテナ組立体１１２などの統合ヘリカルアンテナ組立体を製造するための例示的な方法３００のフロー図が示されている。方法３００は、統合ヘリカルアンテナ組立体を作るための多段階製造及び組立工程を表している。説明を容易にするために、方法３００は、図６Ａから６Ｃを参照し、図２Ａ及び２Ｂに示されているヘリカルアンテナ組立体１１２を参照して説明される。しかしながら、方法３００は、本明細書に開示する原理及び技法に従って、例えば図８に示されているヘリカルアンテナ組立体８１２などの他のヘリカルアンテナ組立体を構成するのに利用できることが理解されるであろう。
【００３８】
図示のように、方法３００は、第１の製造工程を使用して、例えばコアユニット１０８などの中空のコアユニットを形成する、段階３０２から開始することができる。例えば、コアユニット１０８は、例えば内側コア成形工程などの、多段階射出成形工程の第１の工程中に形成することができる。実施形態において、コアユニット１０８は、例えば、熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、又は他の好適な材料から製造される。コアユニット１０８を構成するのに使用されるモールドは、ヘリカルアンテナ組立体１１２における誘電損失を最小にするように構成でき、それによって、アンテナ２００のアンテナ効率及び帯域幅が改善される。例えば、実施形態において、コアユニット１０８は、中空の中心部及び閉鎖下端部１０８ｂの反対側の開放上端部１０８ｃを備えた略管状のシェルとしてコアユニット１０８を形成することによって、必要最少量の誘電材料を有するように設計することができる。コアユニット１０８の壁部は、この壁部の構造的完全性を維持するのに必要な最小の厚さ及びアンテナ２００を同調させるのに必要な誘電材料の最小量に基づく必要最小限の厚さを有するように構成することができる。コアユニット１０８に含まれる誘電材料の総量を少なくすることによって、コアユニット１０８は、より小さな誘電損失を示し、これは良好な放射効率につながる（例えば、同じ誘電材料から製作された中実のコアユニットと比較して）。中空のコアユニット１０８の内部の空気は、第１及び第２のアンテナ構造の放射効率を改善する。従って、ヘリカルアンテナ組立体１１２のコアユニット１０８は、誘電体装荷をすることなく高いアンテナ効率を呈することができる。
【００３９】
段階３０４において、方法３００は、例えばアンテナ２００の給電点２２２などのアンテナの給電端をコアユニットに接続することを含む。図６Ａに示されているように、段階３０４は、アンテナ２００の接触プレート２２１及び接触ピン２２４をコアユニット１０８の対応する開口部に挿入すること、及びこの接触ピン２２４が、コアユニット１０８から外へ、上端部１０８ｃに向かって延びることを保証すること、を含むことができる。
【００４０】
段階３０６において、方法３００は、例えばアンテナ素子２２０などのアンテナのアンテナ素子をコアユニットの周り巻き付けて、例えば図６Ｂに示されている螺旋構造を形成することを含む。アンテナ素子２２０が、例えば図４に示されている、異なる動作帯域に対応する第１及び第２のアンテナ構造２２７及び２２７を含む実施形態では、方法３００は、段階３０８をさらに含み、この段階では、例えば第１のアンテナ構造２２７の円形タブ部２２７ｂなどのアンテナ素子の自由端が、例えば図６Ｃに示されているようにコアユニット１０８の下端部１０８ｂの上に折り重ねられる。上述したように、アンテナ素子２２０は、アンテナ素子２２０がコアユニット１０８上に位置決めされた状態でこのアンテナ素子２２０をコアユニット１０８に取り付けるための、接着裏材を含むことができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、方法３００は、段階３１０において、コアユニット上に位置決めされた複数のピンを使用してアンテナ素子をコアユニットの外面に接着することをさらに含む。例えば、図６Ｂ及び６Ｃに示されているように、１又は２以上のピン２４０は、コアユニット１０８の上面にわたって配置することができる。実施形態において、ピン２４０は、例えば多段階射出成形工程などの１又は２以上の製造工程の間に、アンテナ２００を所定の位置に保持してその形状を維持するように構成することができる。理解されるように、射出成形工程中に、アンテナ２００は、大きな圧力及び／又は温度変動に曝される場合があり、それによって、アンテナ素子２２０の変形又は他の変化が引き起される場合がある。場合によっては、ピン２４０の正確な位置は、アンテナ構造２２７及び２２７の形状、大きさ、及び／又は構成に応じて様々とすることができる。他の例では、ピン２４０は、アンテナ素子２２０に組み込まれる何らかのタイプのアンテナ構造に適するように予め選択された位置に取り付けることができる。
【００４２】
段階３１２において、方法３００は、第２の製造工程を使用して、アンテナ及びコアユニットの周りに、例えば外側シェル１１０などの、外側シェル又はオーバーモールドを形成することを含む。例えば、外側シェル１１０は、例えばオーバーショットモールディング工程などの多段階射出成形工程の第２の工程中に形成することができる。他の例では、外側シェル１１０を別々に又は独立して形成し、その後、例えば接着剤又は他の形態の取り付け具を使用してアンテナ及びコアユニットに結合することができる。図２Ｂに示されているように、外側シェル１１０は、閉鎖下端部１１０ｂと反対側の開放端１１０ｃとの間に延びる略管状の本体１１０ａを含む。実施形態において、管状本体１１０ａは、中空の中心部を有しており、この中空の中心部は、オーバーモールドとしてコアユニット１０８を収容するか又はその上に嵌合して、例えば、衝撃、腐食、又は酸化に起因する損傷又は変形からアンテナ及びコアユニットを保護するように構成される。外側シェル１１０は、コアユニット１０８と同様に、改善されたアンテナ開口、帯域幅、及び効率、並びに小さな誘電損失を得るために最小の厚さを有することができる。外側シェル１１０の外面は、マイクロホン本体１０１の外面と調和する、さもなければマイクロホン１００の残りの部分と視覚的に調和する外見要素を含むことができる。また、実施形態によれば、ヘリカルアンテナ組立体１１２の外側シェル１１０は、熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、又は他の何らかの好適な誘電材料から形成することができる。
【００４３】
従って、本明細書で説明する原理及び技法による、大幅に改善された帯域幅及び高い放射効率を有するデュアルバンドヘリカルアンテナ組立体が提供される。実施形態において、ヘリカルアンテナ組立体は、高い放射効率をもたらす３次元コンフォーマルマルチストリップヘリカルアンテナ構造を含み、これはまた、人の装着に起因する離調に左右されないヘリカルアンテナ組立体を提供する。さらに、このアンテナは、少なくとも２つの異なる周波数帯域（例えば、ＵＨＦ帯域及び２．４ＧＨｚ帯域）上で効率的に動作する２つの異なるアンテナ構造を含む。これら２つのアンテナ構造は、１つの給電点に接続され、対象の周波数帯域での同時送受信をもたらすことができる。加えて、組み込まれたアンテナの構造上のデザインに少なくとも部分的に起因して、ヘリカルアンテナ組立体は、集中素子整合ネットワークを使用することなく、５０オームの入力インピーダンスを提供することができる。また、ヘリカルアンテナ構造は、アンテナの材料誘電損失を最小にするように構成された多段階成形工程を使用して製造される統合アンテナ組立体内に配置される。例えば、多段階成形工程は、必要最少量の誘電材料を使用して、ヘリカルアンテナを支持する中空のコアシェルを作る段階と、コアとアンテナとを組み合わせたものの上に配置するための誘電オーバーモールドを作る段階とを含む。
【００４４】
何らかの工程の説明又は図中のブロックは、工程内の特定の論理関数又はステップを実行するための１又は２以上の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、又はコードの一部分を表すと理解すべきであり、当業者であれば理解できるように、関連する機能に応じて、機能を実質的に同時の又は逆の順番を含む、図示又は説明したものと異なる順番で実行できる他の実装形態は、本発明の実施形態内に含まれる。
【００４５】
本開示内容は、様々な実施形態を本発明の技術に従ってどのように構成して使用するかについて説明することを意図しているが、本発明の真の、意図した、公正な範囲及び趣旨を限定するものではない。上述の説明は、網羅的であること、又は開示される厳密な形態に限定されることを意図するものではない。上記教示に照らして、変更又は変形が可能である。実施形態は、説明した技術の原理及びその実用的な適用例の最適な説明をもたらし、また、当業者が、当該技術を、様々な実施形態で、かつ想定される具体的な用途に適した様々な変更を伴って利用できるように、選択されて説明されている。かかる全ての変更例及び変形例は、本特許出願の係属中に補正される可能性のある添付の特許請求の範囲により定められる実施形態、及び、当該実施形態が、公正に、慣習法上かつ衡平法上受ける資格のある権利の幅に従って解釈された場合の当該実施形態の全ての均等例、の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１００  無線マイクロホン
１０１  本体
１０２  上端部
１０３  下端部
１０４  表示スクリーン
１０６  アンテナ
１０８  コアユニット
１１０  外側シェル
１１２  ヘリカルアンテナ組立体
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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